棉花耐盐机理与盐害控制研究进展

综述了棉花耐盐机理、耐盐性鉴定方法和盐害控制技术的研究进展。棉花耐盐机理与一般植物存在着较大的差异,对盐分胁迫下的植株体内离子分布、细胞膜结构和稳定性以及渗透压调节作用等方面进行了探讨,总结了运用传统育种和现代生物技术改良和提高棉花耐盐性方面取得的进展。此外,提出了从棉花品种、栽培技术、种子引发技术和土壤改良等方面盐碱地植棉的综合技术体系。     

我国盐地碱蓬的研究现状及展望

盐地碱蓬 (Suaede salsa (L.) Pall.) 是典型的盐生植物,在我国广泛分布,并具有较高的产量。盐地碱蓬营养丰富,保健价值高,是良好的食物来源,其耐盐性对我国盐碱地土壤具有一定的修复能力,开发和利用盐地碱蓬资源具有巨大的生态、社会和经济价值。对盐地碱蓬的营养价值、工艺应用、抗盐性及生态学意义等方面进行了综述,并对盐地碱蓬未来的发展方向提出了建议与展望。     

滨海盐碱地不同耐盐草本植物土壤养分动态变化

为探求不同耐盐草本植物对滨海盐碱地生物改良效果,促进盐碱地土壤理化性质向良性循环方向发展,在天津大港地区以盐碱荒地为对照,选取4种耐盐草本植物（田菁、苜蓿、苏丹草、碱蓬）进行试验研究。经过2年(2012—2013)的试验研究,分析了不同耐盐植物对滨海盐碱地土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾的影响。结果表明：随着生育期的延长,4种耐盐植物土壤有机质含量整体变化趋于平稳,土壤速效氮含量表现出逐渐下降的趋势,土壤速效磷整体上表现出了下降的趋势,而土壤速效钾含量与前三者均不同,均表现出了逐渐上升的趋势。耐盐植物处理随着生育期的延长,土壤N/P、N/K、P/K的差异显著性变化趋势表现不同。土壤N/P和P/K的差异显著性变化趋势均表现不同;土壤N/K差异显著性变化趋势表现一致,均表现出逐渐降低。4种耐盐草本植物对土壤有机质、速效氮磷钾的改良效果存在着差异,其中碱蓬处理对于增加土壤有机质效果显著,苜蓿处理对于提高土壤速效氮磷钾含量效果显著。     

2种生境盐胁迫下碱蓬的响应差异研究进展

碱蓬是一类具有耐盐碱等特点的盐生植物,对盐渍土有较好的生物修复功能。从盐胁迫下碱蓬的种子萌发、生长发育、光合特性、色素含量、离子含量和吸收等相关指标出发,综述了碱蓬在内陆盐碱地和潮间带2种生境下对盐渍响应差异的研究进展,旨在阐述2种生境下碱蓬对盐渍响应生理机制的异同,揭示其不同的耐盐机制。     

种植耐盐植物对滨海盐碱地土壤盐分的影响

为了揭示不同耐盐植物根际土壤与对照之间的盐分差异,通过大田试验研究了田菁、苜蓿、苏丹草、碱蓬4种耐盐植物不同生长时期各土层可溶性盐分和盐分离子的测定分析,研究了4种耐盐植物根际土壤与对照土壤中的可溶性盐分和主要盐分离子的运移特征。结果表明：种植耐盐植物对表层土壤具有明显的脱盐效果,其中田菁对表层及0～80 cm土层的脱盐效果最好。10月份时耐盐植物处理表层土脱盐效果顺序为田菁＞苏丹草＞苜蓿＞碱蓬;0～80 cm整体各处理的脱盐顺序为田菁＞苜蓿＞苏丹草＞碱蓬。 HCO3-、Cl-和SO42-均在对照的0～10 cm土层中含量最高,耐盐植物根际土壤0～10,10～20 cm土层中Na＋和Cl-含量要显著低于对照土壤的含量。种植耐盐植物后,根际土壤中可溶性Ca2＋含量增加,使更多的Na＋被取代后将其移除到耕层以下,说明种植耐盐植物处理对Na＋的移除效果比较明显。     

耐盐植物种质资源利用价值的分析

通过对滨海地区主要耐盐植物种质资源中的钾、钠、钙、镁、氯离子、总氨基酸、蛋白质、脂肪、总能和灰分含量的测试,得出供试材料的多种利用价值,包括可作为改良盐碱地的优良先锋植物,潜在的食用、饲用及保健药用植物和多重经济用途.实验室分析和考察与调查结果基本一致.在实验分析数据中还得出了盐地碱蓬的各项经济利用价值都较高,在黄河三角洲滨海盐碱地区占有重要位置.     

碱蓬PEAMT基因的克隆及表达分析

研究旨在克隆碱蓬的耐逆相关基因——磷酸乙醇胺甲基转移酶(phosphoethanolamine N-methyltransferase,PEAMT)的编码基因,分析PEAMT基因调控机制,为进一步研究PEAMT基因的功能和碱蓬的耐盐机制奠定分子基础。依据GenBank数据库发表的其他物种的PEAMT序列设计简并引物,通过降落PCR法获得碱蓬PEAMT基因全长cDNA,命名为SgPEAMT,生物信息学软件分析其序列特点,荧光定量PCR检测其表达特性。序列分析表明SgPEAMT基因开放阅读框为1485bp,编码494个氨基酸,推测其为亲水性蛋白。保守结构域分析表明,SgPEAMT含有2个独立的S-腺苷甲硫氨酸依赖性甲基转移酶的保守结构域,每个结构域含有4个基序。系统进化树分析确认SgPEAMT与同属的碱蓬属植物亲缘关系最近。实时荧光定量PCR分析显示,盐胁迫或ABA胁迫下碱蓬根、茎、叶中SgPEAMT基因的表达上调,特别是叶中表达量最高。研究结果表明,SgPEAMT基因受NaCl和ABA诱导表达,预示SgPEAMT基因可能在碱蓬对盐胁迫的反应中起重要作用,是一种参与碱蓬耐盐反应的有效耐逆基因,为植物基因工程提供有效的耐逆基因。     

盐芥耐盐相关基因的克隆

盐芥是极端耐盐的十字花科植物，由于有着与拟南芥相似的多种优点(基因组小、生活史短、产种子多、容易转化等)，小盐芥被认为是研究植物耐盐机理的模式盐生植物。我们以裂殖酵母为一简单的功能体系，通过盐芥基因在酵母细胞中过量表达对酵母耐盐性的影响，分离鉴定了多个耐盐相关基因(如GIP-结合蛋白基因，     

盐胁迫对植物生长的影响及耐盐生理机制研究进展

盐胁迫是影响植物生长发育及产量的主要非生物胁迫,目前,中国盐渍土面积不断增大,培育耐盐作物、开发利用耐盐植物资源,是抵御盐胁迫的一种可行途径。盐胁迫对植物具有多方面的影响,盐胁迫下植物自身也会产生一系列生理生化的改变以调节离子及水分平衡,维持植物正常的光合作用。本综述从植物生长发育、光合作用、离子平衡等方面概括总结了盐胁迫对植物的影响,系统地介绍了植物自身通过离子区室化、清除活性氧、增强保护酶活性等来抵御盐害的生理机制。旨在培育耐盐作物、研究植物耐盐机理、开发利用耐盐植物资源、有效利用盐碱地等方面提供帮助,为农业发展、粮食安全以及生态环境安全提供参考依据。     

盐地碱蓬SsDHN基因的功能分析

脱水素(DHN)是一种在逆境下起重要作用的功能性蛋白。为了分析脱水素蛋白在抗盐碱方面的作用机制,本研究以从盐地碱蓬中克隆获得的脱水素(Ss DHN)基因为研究对象,对基因序列进行生物信息学分析,结果表明盐地碱蓬的脱水素蛋白为部分无序的亲水性蛋白,含1个S-片段和3个K-片段,属于SKn型脱水素蛋白。通过实时荧光定量PCR分析,结果表明碱蓬SsDHN基因受盐胁迫诱导表达。实验结果证明了Ss DHN蛋白通过自身的无序性,以及S、K片段等结构特性来抵抗盐胁迫。本研究为进一步深入研究SsDHN基因的抗逆机制提供了基础。     

植物SWEET基因家族的研究进展

植物糖转运蛋白SWEET基因家族是近年来发现的一类重要的糖转运蛋白,通过调节糖分在植物体内的转运及分配等,进而在植物的生长发育、生理代谢、抗逆境胁迫等方面起着重要作用。不同物种中SWEET基因所表现的生物学功能不同,对植物生物生命活动起着重要影响。本研究报告了植物SWEET基因家族的蛋白结构、转运机制以及生物学功能的研究现状,旨在为进一步研究SWEET基因家族的其他结构与功能提供理论基础。     

转录因子BvM14-GAI耐盐功能研究

转录因子在植物应答逆境胁迫过程中发挥着重要作用,GAI蛋白是植物转录因子家族的重要一员,对其研究主要集中在光响应机制领域,而该蛋白响应耐盐机制研究报道较少。实验室前期已经获得甜菜 M14品系盐胁迫转录组中上调表达基因BvM14-GAI的cDNA全长,本研究试图阐明该基因参与盐胁迫的功能。通过构建该基因植物表达载体,利用农杆菌介导花序浸染法转化拟南芥野生型和GAI基因突变株,检测150 mmol/L NaCl胁迫下异源表达和异源互补拟南芥植株的表型和生理生化指标。0 mmol/L NaCl处理时,以拟南芥野生型和GAI基因突变株为对照,异源表达和异源互补植株的根长、鲜重和干重均显著低于对照,说明BvM14-GAI基因为生长负调控因子;150 mmol/L NaCl胁迫处理后的根长、鲜重、干重及K⁺/Na⁺差异不显著,但甜菜碱、SOD和POD酶活性的含量显著增加,表明转录因子BvM14-GAI通过增强渗透调节和抗氧化酶系统提高异源表达和异源互补拟南芥植株的耐盐功能。研究结果不仅拓展了植物GAI基因响应非生物胁迫的功能,而且对阐明甜菜M14品系耐盐分子机制和培育耐盐作物品系具有一定研究价值。     

ABA与植物耐盐信号转导途径的研究进展

盐胁迫是常见的非生物胁迫因素之一并严重地影响着植物的生长发育。简述了植物在应对盐胁迫时,在胁迫信号的感知、信号的转导和传递、胁迫诱导基因的表达等方面所形成的一系列适应性的分子机制,回顾了近年来对脱落酸信号转导和其受体的研究。分析表明脱落酸受体PYR/PYL/RCAR (pyrabatin resistance/like-pyrabatin resistance/regularly component of ABA receptors)的发现使得ABA的信号转导通路更为清楚,使ABA与植物耐盐胁迫的关系更加明确,认为ABA在植物耐盐信号转导途径中发挥了重要的作用,与经济作物的耐盐性密切相关。     

甜菜抗病品种产生抗性的土壤微生物机理

本研究以甜菜和根腐病为研究对象,分析了不同品种以及不同发病程度甜菜中土壤微生物群落组成、结构以及功能的变化,以期获得抗性品种、发病程度和根际微生物相互间的关系,揭示抗病品种的土壤微生物机制。利用抗病型和感病型两种甜菜品种作为研究对象,并从2种品种中分别选取了发病轻和发病重的甜菜根际土壤样品,通过Illumina MiSeq高通量测序技术对根际土壤细菌和真菌群落进行测定。结果发现：发病较轻的甜菜根际土壤微生物（细菌和真菌）和抗病型甜菜根际土壤真菌的多样性相对较高。NMDS分析表明甜菜品种能显著影响土壤真菌的群落结构,而发病程度则能同时明显改变细菌与真菌的群落结构。在根际微生物富集方面,抗病型甜菜根际富集了假单胞菌(Pseudomonas)、节杆菌(Arthrobacter)、芽孢杆菌(Bacillus)等有益细菌,而感病型甜菜中则富集了较多的病原微生物-尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。另外,发病较轻样品中富集了较多的未分类的酸杆菌纲属、芽孢杆菌(Bacillus)、红色杆菌属(Rubrobacter)、未分类的放线菌纲属、链霉菌属(Streptomyces)、类诺卡氏属(Nocardioides)等有益细菌。除此以外,FUNGuild功能预测表明,感病型甜菜和发病较重样品中检测到更多的植物病原菌。抗病品种和健康植株根际微生物虽然在种类上不同,但是其根际均聚集了大量的有益微生物,而感病型品种和发病严重植株则更容易在根围定殖病原微生物。抗病品种的抗病机理之一是植物生长过程中招募了更多的有益细菌作为抵御病原菌的侵染第一道防线。本研究从土壤微生物组的角度对抗病品种抗性机制进行了阐明,充实了抗病品种抗性产生的理论机制。     

nsLTPs基因参与植物逆境胁迫应答的研究进展

编码非特异性脂质转移蛋白的基因nsLTPs在植物应答生物和非生物胁迫以及植物的生长发育中起到重要作用。为了研究植物nsLTPs基因响应生物及非生物胁迫的分子机制,本文归纳了非特异性脂质转移蛋白nsLTPs的结构特点及分类,分析了nsLTPs的亚细胞定位情况,并重点总结了nsLTPs基因在植物逆境胁迫应答方面的相关研究进展,提出了植物不同物种中nsLTPs基因参与植物逆境胁迫的分子调控途径,为完善nsLTPs基因参与植物逆境胁迫应答调控机制提供理论基础。     

植物抗旱耐盐机理的研究进展

干旱、盐碱均是影响植物生长发育及作物减产的非生物胁迫因素,研究植物的抗旱性和耐盐性对农业生产和生态建设具有重要的意义。植物在受到干旱胁迫或者盐碱胁迫时,可以通过渗透物质的变化以及保护酶活性变化来响应干旱胁迫或者盐碱胁迫,从而提高植物的抗旱耐盐能力。同时许多与植物抗旱耐盐相关的基因被克隆和分析,并通过转基因技术将这些基因转到植物中异源表达,同样提高了转基因植物的抗旱耐盐能力。笔者从植物形态、生理生化水平以及活性氧清除和转录因子等方面概述了植物的抗旱和耐盐机制。     

海州香薷耐Cu机理的研究现状及展望

海州香薷被视为一种铜矿指示植物,它具有较强的耐Cu性和吸Cu能力。近年来,国内外学者对海州香薷的耐Cu机理已开展了大量的研究并取得研究结果。笔者综述了该植物的氧化应激反应、气体交换、叶绿素荧光、耐Cu蛋白质组学,以及Cu污染土壤修复等方面的研究现状,并提出了今后可从加强该植物的耐性蛋白、耐性基因,以及添加辅助手段提高该植物的吸Cu能力等方面做出了展望,以期为深入揭示海州香薷的耐Cu机理提供了理论依据。     

滨海盐渍麦田施用微生物菌肥的降盐效果及冬小麦长势响应

本文旨在探究滨海盐渍麦田施用微生物菌肥的降盐效果及冬小麦长势响应。选择黄河三角洲滨海盐渍麦田,布设不同种类生物产品、不同用量微生物菌肥的小麦田间试验,采集土壤盐分、小麦株高、SPAD值、冠层NDVI和小麦产量数据,以各处理间的对比分析及方差分析方法,系统分析微生物菌肥对盐渍麦田的降盐效果及其冬小麦长势响应。结果表明：不同种类的生物产品处理均有一定降盐效果,表层和下层含盐量均有所下降,降幅在11.66%~33.89%之间,其中微生物菌肥的降盐效果最为明显。各处理小麦SPAD值增幅在22.78%~31.64%之间,NDVI值增幅27.18%~44.74%,产量增幅1.85%~20.49%,微生物菌肥处理效果最佳。微生物菌肥施用量小于7 kg/hm²时,降盐效果随施用量增加而加大,冬小麦长势和产量提高明显,施用量超过7 kg/hm²后则效果降低,最佳施用量为7 kg/hm²。滨海盐渍麦田施用微生物菌肥有明显降盐效果,并对冬小麦的长势和产量有积极影响。     

植物响应盐碱胁迫的机制

土壤盐碱化对农林业生产和发展的影响日渐严重,已经成为全球范围内所面临的重大环境问题。研究盐碱胁迫的危害以及植物对盐碱胁迫的响应机制,有助于挖掘植物耐盐碱基因,选育耐盐碱品种,改良盐碱地,提高农作物的产量,扩大园林植物的栽培应用。盐、碱实际上是两种不同的非生物胁迫,碱胁迫在盐胁迫的基础上还增加了高pH胁迫,其危害程度较盐胁迫更深。本综述分析了土壤盐渍化现状,盐碱胁迫对植物产生的渗透胁迫、离子毒害、高pH伤害、活性氧胁迫等危害,从渗透调节物质的合成、离子的吸收转运与pH调节、增强抗氧化酶活性及内源激素响应等方面阐述了植物耐盐碱的生理机制;从盐碱胁迫的信号转导、转录因子调控响应及抗盐碱相关基因的表达等方面梳理了植物耐盐碱的分子机制。最后对植物适应盐碱胁迫的研究方向及多组学联合分析在全面研究植物抗盐碱机制中的应用作出了展望。